(57)【要約】【課題】放熱しやすい構造のコイル装置を提供する。【解決手段】コイル装置１は、両端に開口部２２・２３（３２・３３）を有し所定の厚みの胴部２１（３１）と、前記開口部の周囲に形成された鍔部２４・２５（３４・３５）と、を有する複数のボビン１１（１３）と、前記鍔部を隣接させて一列に並べた複数のボビン全体に巻かれる巻線５と、前記各ボビン１１（１３）の開口部２２・２３（３２・３３）に挿入可能な中央脚７１を有する複数のＥ型コア７と、を備えている。また、前記各ボビン１１（１３）の開口部２２・２３（３２・３３）に、それぞれＥ型コア７の中央脚７１を挿入して、２つのＥ型コア７を対向させている。【選択図】図２
2010050272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口部を有し、筒状で所定の厚みの胴部を有する複数のボビンと、
前記胴部を接触させて一列に並べた複数のボビン全体に巻かれる巻線と、
前記ボビンの開口部に挿入可能な中央脚を有し、両側面がＥ型の平面である複数のＥ型コアと、を備え、
前記ボビンの開口部に、それぞれＥ型コアの中央脚を挿入して、２つのＥ型コアを対向させたことを特徴とするコイル装置。
【請求項２】
前記ボビンは、他のボビンと連結する連結部が前記胴部の外周面に形成された請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記連結部が形成された胴部の外周面は矩形状であり、
前記連結部は突起部及び孔部を含み、
該突起部及び孔部は、前記矩形状の外周面の四隅に、他のボビンの孔部及び突起部と嵌合可能に交互に設けられた請求項２に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記連結部が形成された胴部の外周面は矩形状であり、
前記連結部はレール状の凹部と凸部を含み、
該凹部及び凸部は、前記矩形状の外周面の向かい合う二辺に沿って、他のボビンの凸部及び凹部と嵌合可能に交互に設けられた請求項２また３に記載のコイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スイッチング電源装置等を構成するトランスやチョークコイルなどに使用されるコイル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のコイルは、ボビンに巻線を巻き、ボビン中央の開口部にＥ型コアの中央脚を両側から挿入した構成のものが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−７４６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
コイル装置は、周知のように大型になるほど損失が大きく熱が発生しやすい。
【０００４】
しかし、従来のコイル装置は、サイズにかかわらず基本的な構成は同じである。例えば、大型のコイル装置は、巻線が巻かれた大型のボビンの開口部に、隙間ができないように密着させた複数のＥ型コアを挿入した構成である。
【０００５】
そのため、従来のコイル装置は、加熱しやすく、放熱しにくい構造であった。
【０００６】
そこで、この発明は、放熱しやすい構造のコイル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のコイル装置は、両端に開口部を有し、筒状で所定の厚みの胴部を有する複数のボビンと、前記胴部を接触させて一列に並べた複数のボビン全体に巻かれる巻線と、を備えている。また、前記ボビンの開口部に挿入可能な中央脚を有し、両側面がＥ型の平面である複数のＥ型コアを備えている。さらに、前記ボビンの開口部に、それぞれＥ型コアの中央脚を挿入して、２つのＥ型コアを対向させている。
【０００８】
この構成においては、胴部を接触させて複数のボビンを一列に並べると、胴部は所定の厚みを有するので、各ボビンの開口部間には、所定の間隙（ギャップ）ができる。そして、全体に巻線が巻かれた複数のボビンの各開口部にＥ型コアの中央脚を挿入すると、各Ｅ型コア間には隙間ができる。したがって、各Ｅ型コアの間にできた隙間に空気を通過させることができるので、コイル装置を動作させたときにコイル装置全体を良好に冷却できる。
【０００９】
また、この発明の別の形態では、前記ボビンは、他のボビンと連結する連結部が前記胴部の外周面に形成されている。
【００１０】
この構成においては、ボビンの外周面に連結部を形成することで、連結部で他のボビンと連結できるので、複数のボビンを１つのボビンとして取り扱うことでき、複数のボビン全体に容易に巻線を巻くことができる。
【００１１】
また、この発明のさらに別の形態では、前記連結部が形成された胴部の外周面は矩形状であり、前記連結部は突起部及び孔部を含む。また、該突起部及び孔部は、前記矩形状の外周面の四隅に、他のボビンの孔部及び突起部と勘合可能に交互に設けられている。
【００１２】
この構成においては、胴部の外周面の四隅に設けられた突起部と孔部を対向させて指などで押さえることで、容易に嵌合させることができる。また、突起部及び孔部は、他のボビンの孔部及び突起部と勘合可能に交互に設けられているので、複数のボビンを連結することができ、コイル装置のサイズを調整できる。
【００１３】
また、この発明の別の形成では、前記連結部が形成された胴部の外周面は矩形状であり、前記連結部はレール状の凹部と凸部を含む。また、該凹部及び凸部は、前記矩形状の外周面の向かい合う二辺に沿って、他のボビンの凸部及び凹部と連結可能に交互に設けられている。
【００１４】
この構成においては、凹部と凸部はレール状で外周面の二辺に沿って設けられているので、凹部と凸部を嵌合することで、ボビンを強固に連結することができる。また、凹部及び凸部は、他のボビンの凹部及び凸部と勘合可能に交互に設けられているので、複数のボビンを連結することができ、コイル装置のサイズを調整できる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、Ｅ型コアの間に一定間隔で隙間を設けることができるので、巻線とボビンの間に空気を通過させることができ、放熱しやすい構造にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１・２は、この発明の実施形態に係るコイル装置の組み立て図である。
【００１７】
図１（Ａ）は３つのボビンの連結前の状態を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は複数の３つのボビンの連結後の状態を示す斜視図である。また、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示した３つのボビンの上面図であり、図１（Ｄ）は、図１（Ａ）に示した３つのボビンの正面図である。図２（Ａ）は、連結してコイルを巻いたボビンにＥ型コアを挿入前の状態を示す斜視図である。また、図２（Ｂ）は、ボビンにＥ型コアを挿入した状態を示す斜視図である。また、図３は、一部を変更したボビンの外観図である図３（Ａ）・（Ｄ）は、２つのボビンを連結した状態を示す斜視図である。図３（Ｂ）・（Ｅ）は、複数のボビンを連結した状態を示す斜視図である。図３（Ｃ）は、複数のボビンの上面図である。
【００１８】
コイル装置１は、複数のボビン３と、巻線５と、複数のＥ型コア７と、を備えている。また、ボビン３は、両端用のボビン１１と、中間用のボビン１３からなる。以下の説明では、複数のボビン１１（１１Ａ・１１Ｂ）やボビン１３の総称をボビン３とする。
【００１９】
図１に示すように、ボビン１１Ａとボビン１１Ｂは同じ形状である。図１には、左端にボビン１１Ａ、中央にボビン１３、右端にボビン１１Ｂを配置した例を示している。ボビン１１（１１Ａ・１１Ｂ）は、矩形状の開口部２２・２３を両端に有し、角筒状で厚みｄの胴部２１と、開口部２２・２３の周囲に向かい合う位置に形成された鍔部２４Ａ・２４Ｂと鍔部２５Ａ・２５Ｂを備えている。また、胴部２１の外周面２１Ａには、他のボビンと連結するために２つの連結部２７・２８が設けられている。外周面２１Ａは矩形状であり、開口部２２側の辺に沿って連結部２８が設けられている。また、外周面２１Ａの開口部２３側の辺に沿って連結部２７が設けられている。また、連結部２７・２８の両端付近、換言すれば外周面２１Ａの四隅にあたる部分には、他のボビンの孔部及び突起部と嵌合できるように、突起部及び孔部が交互に形成されている。すなわち、連結部２８の下端付近（鍔部２４Ｂ側）には孔部２８Ａが、連結部２８の上端付近（鍔部２４Ａ側）には突起部２８Ｂがそれぞれ設けられている。同様に、連結部２７の下端付近（鍔部２５Ｂ側）には突起部２７Ｂが、連結部２８の上端付近（鍔部２４Ａ側）には孔部２８Ａがそれぞれ設けられている。
【００２０】
また、ボビン１１は、開口部２２の周囲であって、連結部２４１と向かい合う位置に足２６２・２６３が形成されている。さらに、ボビン１１は、開口部２３の周囲であって、連結部２５１と向かい合う位置に足２６１・２６４が形成されている。足２６１〜２６４は、コイル装置１の支持部（足）と鍔を兼ねている。
【００２１】
ボビン１３は、矩形状の開口部３２・３３を両端に有し、角筒状で厚みｄの胴部３１と、開口部３２・３３の周囲に形成された鍔部３４・３５を備えている。また、胴部３１の外周面３１Ａには、別のボビンと連結するために２つの連結部３６・３７が設けられている。また、胴部３１の外周面３１Ｂには、別のボビンと連結するために２つの連結部３８・３９が設けられている。連結部３６・３９は、開口部２２の周囲において向かい合う位置に設けられている。また、連結部３７・３８は、開口部３３の周囲において、向かい合う位置に設けられている。
【００２２】
また、連結部３６・３７の両端付近、換言すると外周面３１Ａの四隅にあたる部分には、他のボビンの孔部及び突起部と嵌合できるように、突起部及び孔部が交互に形成されている。同様に、連結部３８・３９の両端付近、換言すると外周面３１Ｂの四隅にあたる部分には、他のボビンの孔部及び突起部と嵌合できるように、突起部及び孔部が交互に形成されている。すなわち、連結部３６の下端付近（鍔部３４Ｂ側）には突起部２８Ｂが、連結部３６の上端付近（鍔部３４Ａ側）には孔部３６Ａがそれぞれ設けられている。同様に、連結部３７の下端付近（鍔部３５Ｂ側）には孔部３７Ａが、連結部３７の上端付近（鍔部３５Ａ側）には突起部３７Ｂがそれぞれ設けられている。また、連結部３８の下端付近（鍔部３５Ｂ側）には突起部３８Ｂが、連結部３８の上端付近（鍔部３５Ａ側）には孔部３８Ａがそれぞれ設けられている。同様に、連結部３９の下端付近（鍔部３４Ｂ側）には孔部３９Ａが、連結部３９の上端付近（鍔部３４Ａ側）には突起部３９Ｂがそれぞれ設けられている。
【００２３】
前記のように、ボビン１１の胴部２１及びボビン１３の胴部３１の厚みはｄである。また、図１（Ｃ）・（Ｄ）に示すように、連結部２７・２８は外周面２１Ａと平行に形成されている。また、連結部２７・２８の厚みはｄであり、ボビン１１の胴部２１の厚みと同じである。また、連結部３６・３７は外周面３１Ａと平行に形成され、連結部３８・３９は外周面３１Ｂと平行に形成されている。また、連結部３６〜３９の厚みはｄであり、ボビン１３の胴部３１の厚みと同じである。したがって、各孔部２７Ａ・２８Ａ・３６Ａ・３７Ａ・３８Ａ・３９Ａは、円筒形状であり、それぞれ深さｄである。また、各孔部の半径はＲである。
【００２４】
また、各突起部２７Ｂ・２８Ｂ・３６Ｂ・３７Ｂ・３８Ｂ・３９Ｂは、円柱形状であり、それぞれ長さｄである。また、各突起部の半径はＲである。
【００２５】
図１（Ａ）に示すように、ボビン１１Ａの外周面２１Ａとボビン１３の外周面３１Ａ、及びボビン１３の外周面３１Ｂとボビン１１Ｂの外周面２１Ａを対向さて一列に並べる。そして、図１（Ｂ）に示ように、各連結部に設けられた孔部と突起部を嵌合させて、３つのボビンを連結すると、１つのボビン３として取り扱うことができる。また、開口部２２・３２・２３の間、及び開口部２２・３３・２３の間に幅２ｄの間隙（ギャップ）が形成される。
【００２６】
ボビン１１Ａ・１１Ｂ・１３の連結が完了すると、図２（Ａ）に示すように、ボビン３全体に巻線５を巻き付ける。巻線５は、銅板５Ａでも銅線５Ｂでも良い。また、巻線５とともに絶縁紙を巻き付けると良い。前記のように各ボビン１１・１３は連結されており、１つのボビン３として取り扱うことができるので、３個のボビン全体に巻線５を容易に巻き付けることができる。
【００２７】
なお、図１〜２にはボビン１１（１１Ａ・１１Ｂ）・１３に連結部を設けた場合を示したが、連結部を設けずに各ボビンの胴部の外周面を接触させて一列に並べて、巻線５を巻き付けることも可能である。この場合、各ボビンの胴部は厚みｄなので、開口部２２・３２・２３の間、及び開口部２２・３３・２３の間に幅２ｄの間隙（ギャップ）が形成される。
【００２８】
続いて、図２（Ａ）に示すように、ボビン１１の開口部２２・２３、ボビン１３の開口部３２・３３に、Ｅ型コア７（７Ａ〜７Ｆ）の中央脚７１を挿入する。そして、図２（Ｂ）に示すように、２つのＥ型コア７（７Ａと７Ｆ、７Ｂと７Ｅ、７Ｃと７Ｄ）が閉磁路を形成するように対向させる。このとき、Ｅ型コア７が外れないように、対向させた２つのＥ型コア７をテープ等で固定すると良い。また、ボビン１１の開口部２２・２３、ボビン１３の開口部３２・３３は、Ｅ型コア７の中央脚７１を挿入可能で、かつ、挿入後にがたつきが発生しない大きさにしておくと良い。また、Ｅ型コア７は、図２（Ａ）に示したように、両側面がＥ型の平面となるように形成する。つまり、Ｅ型コア７の中央脚７１の幅Ｗが、Ｅ型コア７全体の幅と同じになるように形成する。
【００２９】
前記のように、開口部２２・３２・２３の間、及び開口部２２・３３・２３の間に幅２ｄの間隙（ギャップ）が形成されている。そのため、各ボビンの開口部にＥ型コア７を挿入すると、図２（Ｂ）に示すように、各Ｅ型コア７間には幅２ｄの隙間６１（６１Ａ・６１Ｂ）ができる。なお、各ボビンに連結部を設けない場合にも、幅２ｄの隙間ができる。隙間６１には空気が通過するので、コイル装置１全体を良好に冷却できる。
【００３０】
なお、Ｅ型コア７の隙間６１は、コイル装置１のサイズにより異なるが、例えば、５ｍｍ〜１０ｍｍにすると、コイル装置１を良好に冷却することができる。
【００３１】
Ｅ型コア７を取り付けたコイル装置１をワニスなどの液体絶縁材料に浸けて含浸処理及び乾燥処理を行う。そして、動作試験を行うと、コイル装置１が完成する。
【００３２】
図１に示したように、ボビン１１（１１Ａ・１１Ｂ）の外周面２１Ａの四隅、並びにボビン１３の外周面３１Ａと３１Ｂの四隅にあたる部分に、他のボビンの孔部及び突起部と嵌合できるように、突起部及び孔部が交互に形成されている。
【００３３】
そのため、各ボビンの向きを調整することで、必ず突起部に孔部が対向するので、複数のボビンを連結することができる。例えば、図３（Ａ）に示すように、端部用のボビン１１を２つ用意し、連結部が設けられた外周面２１Ａを対向させる。このとき、全突起部に孔部が対向するので、各突起部と各孔部を嵌合させることで、２つのボビン１１Ａ・１１Ｂを連結して、小型のボビン３Ａを生成することができる。
【００３４】
また、図３（Ｂ）に示すように、端部用のボビン１１を２つ用意し、さらに中間用にボビン１３を複数個用意する。続いて、中間用のボビン１３の外周面３１Ａと３１Ｂを対向させる。また、ボビン１１Ａの外周面２１Ａとボビン１３の外周面３１Ａを対向させ、ボビン１１Ｂの外周面２１Ａとボビン１３の外周面３１Ｂを対向させる。このとき、全突起部に孔部が対向するので、各突起部と各孔部を嵌合させることで、ボビン１１Ａと複数のボビン１３とボビン１１Ｂを連結して、所望のサイズのボビン３Ｂを作成することができる。
【００３５】
また、各ボビンに設ける連結部の形状は、突起部と孔部に限るものではなく、各ボビンを連結できる形状であれば他の形状でも良い。例えば、図３（Ｃ）〜図３（Ｅ）に示すように、レール状の凹部と凸部をボビンの外周面の向かい合う二辺に沿って、連結部の全体にわたって設けるようにすると良い。この場合、他のボビンの凹部及び凸部と嵌合できるように、凸部及び凹部が交互に形成する。
【００３６】
すなわち、ボビン１１（１１Ａ・１１Ｂ）の連結部２７と、ボビン１３の連結部３６・３８に、レール形状の凹部２７２・３６２・３８２を設ける。また、ボビン１１（１１Ａ・１１Ｂ）の連結部２８と、ボビン１３の連結部３７・３９に、レール形状の凸部２８１・３７１・３９１を設ける。
【００３７】
なお、各連結部の幅は、図３（Ｃ）に示すように、Ｌ−ｄである。また、各凸部のレールの厚みはｄであり、各凹の２つのレールの間隔はｄである。
【００３８】
このように、他のボビンの凹部及び凸部と嵌合できるように、連結部に凸部及び凹部を交互に形成することで、各ボビンを自由に連結することができる。例えば、図３（Ｄ）に示すように、端部用のボビン１１を２つ用意し、連結部が設けられた外周面２１Ａを対向させる。このとき、全凸部に凹部が対向するので、各凸部と各凹部を嵌合させることで、２つのボビン１１Ａ・１１Ｂを連結して、小型のボビン３Ａを作成することができる。
【００３９】
また、端部用のボビン１１を２つ用意し、さらに中間用にボビン１３を複数個用意する。続いて、中間用のボビン１３の外周面３１Ａと３１Ｂを対向させる。また、ボビン１１Ａの外周面２１Ａとボビン１３の外周面３１Ａを対向させ、ボビン１１Ｂの外周面２１Ａとボビン１３の外周面３１Ｂを対向させる。このときも、全凸部に凹部が対向するので、各凸部と各凹部を嵌合させることで、ボビン１１Ａと複数のボビン１３とボビン１１Ｂを連結して、所望のサイズのボビン３Ｂを作成することができる。また、凹部と凸部はレール状で外周面の二辺に沿って、連結部の全体にわたって設けられているので、凹部と凸部を嵌合することで、ボビンを強固に連結することができる。
【００４０】
各連結部の凸型と凹型を嵌合してボビン１１Ａ・１１Ｂ・１３を連結させることで、１つのボビン３Ａ・３Ｂとして取り扱うことができる。このとき、開口部２２・２３の間、開口部２２・３２・２３の間、及び開口部２２・３３・２３の間には幅Ｌ（＞２ｄ）の間隙（ギャップ）が形成される。
【００４１】
そのため、各ボビンの開口部にＥ型コア７を挿入すると、図示は省略するが、各Ｅ型コア７間には幅Ｌの隙間６１（６１Ａ・６１Ｂ）ができる。
【００４２】
以上のように、本発明では、各Ｅ型コア７間には所定の幅の隙間６１ができる。隙間６１には空気が通過するので、コイル装置１全体を良好に冷却できる。
【００４３】
また、本発明は、損失が大きく熱が発生しやすい大型のコイル装置で特に有効であるが、小型や中型のコイル装置にも当然適用可能である。また、コイル装置１に対して風を吹き付けるファンを併設することで、コイル装置１をより冷却することができる。
【００４４】
なお、以上の説明では、突起部と孔部または凸部と凹部を連結部に設けた場合を説明したが、これら両方を連結部に設けても当然良い。これにより、より強固にボビンを連結させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の実施形態に係るコイル装置の組み立て図である。
【図２】この発明の別の実施形態に係るコイル装置の外観図である。
【図３】一部を変更したボビンの外観図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…コイル装置    ３、１１（１１Ａ・１１Ｂ）、１３…ボビン    ５…巻線
７…Ｅ型コア    ２１、３１…胴部    ２２、２３、３２、３３…開口部
２４、２５、３４、３５…鍔部    ６１…隙間    ７１…中央脚
２７、２８、３６、３９、３８、３７…連結部
【図１】
2010050272.tif 000003
【図２】
2010050272.tif 000004
【図３】
2010050272.tif 000005